模拟电视发射机数字化应考虑的几个方面

朱家强

（贵州省广播电影电视技术管理中心，贵州 贵阳550002）

0 引言

广播电视节目从制作、传输、播出到接收将全面实现数字化,在2020年全国地面数字电视广播覆盖网将基本建成，地面数字电视综合覆盖率要基本达到现有模拟电视覆盖水平，实现地面电视实现由模拟到数字的战略转型。模拟电视无线发射系统将面临极大机遇与挑战。

随着数字电视地面广播时代的全面到来,也必然有一个模拟电视向数字电视过渡的共播时期。如何适应数字化更新改造需求，在考虑经济实效等各方因素和条件的前提下，用最小的成本实现数字化过渡显得十分重要。

1 电视发射机的基本情况

1.1 电视发射机

电视发射机分为两大类：模拟电视发射机和数字电视发射机，其工作目的都是将不同信源电视信号变换到指定射频，同时符合广播电视相关标准，功率达到规定数值。其关键都是在激励器、功放和天馈部分。

1.2 模拟电视发射机

全固态电视发射机从机器整体结构上可分为并机和单机；按图像、伴音放大形式可分为双通道（分放式）和单通道（合放式）；激励器可分为双激励器和单激励器。由于模拟电视发射机考虑到经费成本的局限，采用的冗余方式、供电方式的不同经常导致激励器、电控、功放甚至外电等部位出现问题，从而造成整个系统故障。

1.3 数字电视发射机

数字电视发射机与模拟电视发射机有很多相似之处，都需要调整到射频，再经功率放大器放大后由天线发射。其不同之处最关键的是激励器。数字电视发射机将视、音频信号按区域标准进行压缩编码，并与其他信息复用打包形成传输流，再经传输信道采用不同的信道编码与调制技术进行调制，放大后由天线发射。

2 数字化升级改造分析

模拟电视发射机过渡到数字电视发射机，其激励器肯定需要更换，其它部分，包括功放、RF输出单元、天线和冷却系统基本可以共用。为了整台数字发射机的安全稳定，这些系统单元也要在安全、稳定、可靠性方面进行提升和加强。

2.1 激励器

模拟激励器的组成包括视频处理器、彩色均衡器、图像中频调制器、伴音中频调制器、中频增益校正器、中频相位校正器、混频器等。而对于数字电视发射机的数字激励器（如图1所示）主要由四部分组成：编码器、数字均衡器、调制器和频率合成器。数字激励器的控制部分可对输入的信号、功放以及接收机等产生的各种线性或非线性失真进行精确补偿。

数字激励器。主要功能是进行信道编码、调制和上变频，目的是增强抗干扰能力，保证数字电视信号能正确地传输和接收。下面主要分析数字激励器基本工作原理和作用。

图1 数字激励器框图

2.2 编码器

按照一定的标准进行调制。它采用一种多载波数字调制技术，再加入一些保护间隔用来对付多径干扰。它适合建单频网，可增加覆盖范围和节省频率资源。当发射机用于建立单频网时，是利用GPS脉冲与其参考频率使所有的发射机的发射时间和频率严格同步。

2.2.1 数字均衡器

数字均衡器主要由群时延均衡器和线性均衡器组成。数字均衡器的作用有两个方面，一是对数字基带信号电平进行预校正(相位、频响)。二是对基带信号进行数模转换,并将其送入调制器进行射频变换，对发射机各个单元所产生的线性失真进行补偿。而两个数字滤波器分别用于补偿高频和低频的群时延失真。

2.2.2 调制器

调制器包含在激励器中，其作用是将经过数字调制的两路相互正交的数字信号通过与本振信号混频相加后成为一路射频信号。

2.2.3 频率合成器

频率合成器的作用主要是产生本振信号，产生调制需要的载波频率和用于单频网建立时所需的参考频率和参考时间。

2.2.4 数字自适应预校正

它极大地改善发射机的性能和效率，对发射机的温度、指标状态进行监测并自动校正，保证发射机指标稳定。

2.3 数字发射机功放

首先，模拟电视发射机的调制信号是连续的复合全电视信号，它用“同步顶功率”来定义发射机的输出功率（即峰值功率或同步顶功率）。数字电视发射机的“发射功率”是以“平均功率”来表示。所以数字电视发射机与模拟电视发射机相比，在覆盖相同范围的前提下，数字电视发射机的输出平均功率值要比模拟电视同步顶功率值低10-20dB。并且数字电视比模拟电视更有效提高频谱利用率。

数字发射机功率放大器具有高功率增益、高线性、宽动态范围特性，在动态峰值范围内，保证发射机仍有良好的线性；还具有高频率精度和高频率稳定度、很低的相位噪声，以保证尽可能低的误码率和信噪比。

数字发射机的末级功放通常采用甲乙类线性放大器，甲乙（AB）类放大器的效率高，但线性较差，需要有中频预校正措施改善放大器的线性，改善发射机的线性。

2.3.1 数字自适应预校正DAP

DAP对于数字发射机来说，性能优良的中频非线性预校正电路将极大地改善采用甲乙类功放的发射机性能，提高发射机效率。数字电视发射机的关键技术问题是功放的线性问题.

2.3.2 LDMOS晶体管

LDMOS（lateral diffused metal oxide semiconductor）即横向扩散金属氧化物半导体。LDMOS管的增益更高，可靠性好，能承受较高的反射功率，有较高的瞬时峰值功率。平滑的增益曲线使多载波数字信号放大时产生较小失真，较好的负温度系数特性可以防止热耗散的影响。

2.3.3 RF输出单元

RF输出单元主要指输出滤波器。模拟电视发射机的主要能量集中在视频载波、伴音载波和色度副载波这些离散频率点上，一般采用多个陷波腔来滤除。而数字电视发射机必须采用带通滤波器。

2.3.4 天线系统

移动接收适合用垂直极化方式，固定接收适合用水平极化方式。

2.3.5 监控系统

当模拟电视发射机过渡到数字电视发射机时，监控系统要作相应改变。激励器部分的监控随着激励器的更换而全部改变。整机的监控软件需要更新。

3 结束语

地面数字电视的全面实施及涉到现有模拟电视发射机的升级、更新,以及地面数字电视单频网建设总规划，包括有效利用直放站等因素，特别需要我们做好充分的思想准备。

［1］张晓林.数字电视设计原理[M].高等教育出版社.2008，8（2009 重印）.

［2］习玄辉.关于模拟电视发射机向数字电视发射机过渡的思考[J].广播电视技术，2013（1）.

［3］吴雅文.对数字电视发射机与模拟电视发射机的比较分析[J].广播电视技术，2012（5）.

［4］GY/T 252－2011广播电视发射台自动化通用技术要求[S].

［5］倪伟,周威.数字自适应预校正（DAP）：介绍数字电视发射机中的一种实用技术[J].电视工程,2001(2).